DE1573919A1 - Device for measuring the hardness of test specimens made of rubber or the like. - Google Patents
Device for measuring the hardness of test specimens made of rubber or the like.Info
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Description
PATENTANWÄLTE V 'PATENT LAWYERS V '
BRAUNSCHWEIG - MÜNCHENBRAUNSCHWEIG - MUNICH
11 29511 295
United States Rubber Company, 1230 Avenue of the Americas, New York 20, N.Y., U.S0A0 United States Rubber Company, 1230 Avenue of the Americas, New York 20, NY, US 0 A 0
Gummi odedgl«,Rubber odedgl «,
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Messen der Härte von Prüflingen aus Gummi od.dgl,, mit Hilfe eines Härtemeßgerätes, welches einen gegenüber einer Auflage für den Prüfling auf- und abbewegbaren Druokfuß zum Eindringen in die Oberfläche des Prüflings und eine Meßeinrichtung zum Messen und Anzeigen der Eindringtiefe aufweist«The invention relates to a device for measuring the hardness of test pieces made of rubber or the like, with the aid of a Hardness measuring device, which has a pressure foot, which can be moved up and down in relation to a support for the test specimen, for penetration in the surface of the test piece and a measuring device for measuring and displaying the penetration depth «
Wenn im nachfolgenden der Ausdruok Gummi od.dgl. verwendet wird, so werden darunter natürliche und synthetische Gummi oder andere plastische Materialien verstanden, die allgemein einem Härtetest unterworfen werden.If in the following the expression rubber or the like. used is understood to mean natural and synthetic rubber or other plastic materials, generally be subjected to an endurance test.
Das von der amerikanischen Sooietät für Testmaaohinen entwickelte Verfahren D-676-59T für die Identifizierung von Gummi mit Hilfe eines Härtemeßgerätes, macht es erforderlich, daß der Druck über eine eohmale Fläche des PrüflingββThe method D-676-59T developed by the American company for test maaohinen for the identification of rubber with the aid of a hardness measuring device requires that the pressure be applied over a surface of the test object
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mit Hilfe eines stumpfen Punktes oder eines Preßfusses aufgebracht wird. Bei früheren Instrumenten wurde der Druck mit Hilfe einer manuellen Freigabe eines mit einem Belastungsgewioht belasteten Preßfusses und durch die Eindringung des Preßfusses unterhalb der Ebene der Oberfläche des Prüflinges aufgebracht bzw. als Maß für die Härte des Gummis verwendete Diese Härte wurde auf einem Zeiger angezeigt, der an dem Härteprüfgerät angebracht iste is applied with the help of a blunt point or a press foot. In earlier instruments, the pressure was applied with the help of a manual release of a press foot loaded with a load weight and through the penetration of the press foot below the level of the surface of the test piece or used as a measure of the hardness of the rubber. This hardness was displayed on a pointer, the attached to the hardness tester e
Es wurde gefunden, daß die Testergebnisse, die von einem mittels Hand betätigten Härtemeßgerät gewonnen werden, im weiten Umfange variieren und zwar in Abhängigkeit von der einzelnen Bedienungsperson« Dies gilt sowohl für unterschiedliche Ablesungen durch den gleichen Bedienungsmann, als auch für Ablesungen anderer Bedienungepersonen, da ein Bedienungsmann nicht stets die gleiche Technik bei der Freigabe des Preßfusses verwendet. It was found that the test results that are obtained from an actuated by hand durometer vary in wide extent depending on the individual operator, "This applies to different readings by the same operator, as well as readings of other Bedienungepersonen because an operator does not always use the same technique to release the presser foot.
Die Eindringung in die Oberfläche des Testprüflinges ist abhängig von den folgenden vier Faktoren: 1) Die Eigenschaften der Oberfläche und der oberflächennahen Bereiohe des Prüf lings, 2) die Gesamtenergie des Preßfusses im Augenblick der Berührung, 3) die Form des Preßfueees und 4) die Zeitdauer, über welohe der Druck aufgewendet wird (und zwar sowohl die augenblickliche Geschwindigkeit, als auoh die Gesamtdauer). The penetration into the surface of the test specimen depends on the following four factors: 1) the properties of the surface and the near-surface area of the test specimen, 2) the total energy of the presser foot at the moment of contact, 3) the shape of the presser foot and 4) the Length of time over which the pressure is applied (both the current speed and the total duration).
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Augenscheinlich ist es wünschenswert, möglichst viele der genannten Paktoren gleichförmig zu kontrollieren, um eine gleichförmig genaue Prüfung und gleichgenaue Ergebnisse zu erzielen. Mit der früheren, mittels Hand erfolgenden Betätigung, war nur die Gestalt des Preßfusses von vornherein genau festgelegteObviously, it is desirable to uniformly control as many of the factors mentioned as possible in order to achieve a to achieve uniformly accurate testing and uniformly accurate results. With the earlier manual actuation, only the shape of the presser foot was precisely determined from the start
Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine Einrichtung der eingangs bezeichneten Art in der Weise weiterzubilden, daß man eine wesentlich gleichförmigere und genauere Messung erhält und zwar unabhängig vom Geschick oder von der Veranlagung der Bedienungsperson, wobei möglichst alle vier oben genannten Faktoren mit der gleichen Genauigkeit kontrolliert werden«It is therefore an object of the invention to provide a device of the type mentioned at the beginning designated type in such a way that one obtains a much more uniform and more accurate measurement and regardless of the skill or disposition of the operator, if possible all four of the above Factors are controlled with the same accuracy "
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch zusammenwirkende Nocken- und Bewegungaabnahmeglieder, von denen eines an der auf- und abbewegbaren Trageinrichtung für den Druckfuß und das andere einer die Auflage für den Prüfling unterstützenden Basis drehbar angeordnet ist, sowie durch eine Antriebseinrichtung für das eine der beiden Glieder.This object is achieved according to the invention by cooperating Cam and motion take-off members, one of which is on the up and down support is rotatably arranged for the pressure foot and the other of a base supporting the support for the test object, as well as by a drive device for one of the two links.
Durch die Drehung des einen dieser Glieder wird die Trageinrichtung für den Druokfuß gegenüber der Basis auf- und abbewegt und zwar in einer genau vorberbeetimmbaren WeiseBy rotating one of these links, the support device for the Druokfuß opposite the base moved up and down and in a precisely vorbeetimmbaren manner
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und mit einer vorherbestimmbaren Geschwindigkeit, wobei die Freigabe der die Messung bewirkenden Last in stets der gleichen Weise erfolgt» Auf diese Weise wird eine sehr gleichförmige Wiederholbarkeit der Messung gewährleistet.and at a predeterminable speed, the release of the load causing the measurement always being the same This is done »In this way, a very uniform repeatability of the measurement is guaranteed.
Vorteilhafterweise ist das Nockenglied über seien Steuerumfang mit drei Steuerschleifen versehen» welche zur Er-" zeugung von drei Prüfhüben des Preßfusses während einer vollen Umdrehung des Nookengliedes dienen. Auf diese Weise wird dem Bedienungsmann die Möglichkeit gegeben, aus drei Messungen, die bei einer Umdrehung erfolgen, einen genauen Mittelwert zu ermittelno Advantageously, the cam member is provided with three control loops over its control range, which are used to generate three test strokes of the presser foot during one full revolution of the cam member to determine an exact mean value o
Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to schematic drawings of an exemplary embodiment.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht der verbesserten Ausbildung.und Anordnung einer Härteprüfeinrichtung nach der vorliegenden Erfindung}Fig. 1 is a perspective view of the improved Training and arrangement of a hardness testing device according to the present invention}
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansioht ähnlich der der Fig«1, zeigt jedoch die Einrichtung nach Fig.1 von der entgegengesetzten Seite wie Fig.1, währendFig. 2 is a perspective view similar to that of Fig. 1, however, shows the device according to Figure 1 from the opposite side as Figure 1, while
Fig. 3 eine Stirnansicht auf die Nocken- und Bewegungsabnahmeeinrichtung gemäß der Erfindung ist.Figure 3 is an end view of the cam and motion pickup device according to the invention.
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Aus den Zeichnungen geht hervor, daß ein Härtemeßgerät 10 mit einem Preßfuß 11 gemäß der Fig.2 vorgesehen ist, welches an einer Stütze 12 mit einer Schraube 13 befestigt ist. Das Härtemeßgerät 10 weist eine Anzeigenadel H zum Anzeigen der Durchdringungstiefe des Pressfusses 11 in Bezug auf die Oberfläche des Prüflinges auf· Das wiedergegebene Härteprüfmeßgerät ist ein Standard Shore-Härtemesser, der beispielsweise von üblicher Ausbildung i3t und beispielsweise in dem Bulletin R-13 der Firma Shore Instrument und Manufacturing Company, New York, beschrieben ist. Wenn auch die vorliegende Erfindung beispielsweise mit einem solchen Shore-Härteprüfgerät beschrieben ist, kann auch jede andere Vorrichtung verwendet werden, welche auf dem Prinzip der Oberflächendurchdringung mit Hilfe eines Preßfusses von fester Gestalt unter Sohwerkraftdruok arbeitet. Die Verwendung eines solchen anderen Härtemeßgerätes liegt im Rahmen der vorliegenden Erfindung.The drawings show that a hardness measuring device 10 is provided with a press foot 11 according to Figure 2, which is attached to a support 12 with a screw 13. The hardness measuring device 10 has an indicating needle H for indicating the Penetration depth of the press foot 11 in relation to the surface of the test object on · The reproduced hardness tester is a standard Shore hardness meter, for example of the usual training and for example in the Bulletin R-13 from Shore Instrument and Manufacturing Company, New York. Even if the present invention, for example, with such a Shore hardness tester Any other device based on the principle of surface penetration can also be used works with the help of a press foot of solid shape under Sohwerkraftdruok. The use of such another Hardness measuring device is within the scope of the present invention.
Die Stütze 12 ist an einer aufrechten Säule 15 befestigt, welohe zur Unterstützung eines Gewichtes 16 dient, die an der Säule 17 mittels Sohrauben befestigt ist. Die Säule 15 wird in senkrechter Stellung durch eine Trageinriohtung 18 unterstützt, welche verschiebbar auf einer weiteren Säule 19 montiert ist. Der Fuß der Säule 19 iat an einer im wesentlichen horizontalen Platte 20 befestigt, wobei ein Amboß 21 sich von der Basis der Säule 19 aus nach außen erstreckt, um den Prüfling aufzunehmen und diesen direkt unterhalb des Preßfusses 11 zu unterstützen· The support 12 is attached to an upright column 15 which serves to support a weight 16 which is attached to the column 17 by means of screw jacks. The column 15 is supported in the vertical position by a support device 18 which is slidably mounted on a further column 19. The foot of the column 19 is attached to a substantially horizontal plate 20, with an anvil 21 extending outwardly from the base of the column 19 to receive the specimen and support it directly below the press foot 11.
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Das Härtemeßgerät 10 und die gesamte Stützeinrichtung sind in vertikaler Richtung auf der Säule 19 in Richtung auf den von dem Amboß 21 unterstützten Prüfling bzw. von diesem wegbewegbare Frühere Härteprüfeinrichtungen waren so ausgebildet, daß es notwendig war, daß die Bedienungsperson mittels Hand die Anordnung löste, um sie in Kontakt mit dem Prüfling zu bringen» Es war dabei für verschiedene Bedienungspersonen, möglich, die Anordnung auf verschiedene Weise zu lösen und aufzusetzen, so daß sich weitstreuende Meßergebnisse einstellten.The hardness measuring device 10 and the entire support device are in the vertical direction on the column 19 in the direction of the The test specimen supported by the anvil 21 or earlier hardness testing devices which can be moved away from it were designed so that it was necessary for the operator to loosen the arrangement by hand in order to bring it into contact with the test object » It was possible for different operators to do that To solve and set up the arrangement in various ways, so that wide-spread measurement results were obtained.
Die vorliegende Erfindung sieht eine angetriebene Einrichtung vor, welche der zuvor beschriebenen Anordnung zugeordnet ist und welche dafür sorgt, daß das Heben und Senken der Meßeinrichtung 10 in Richtung auf den Prüfling zu bzw· von diesem weg gleichförmig erfolgt und die Zeitdauer, mit welcher der Preßfuss 11 mit dem Prüfling in Berührung steht, gleichförmig und genau kontrolliert werden kann.The present invention provides a powered device before, which is assigned to the arrangement described above and which ensures that the lifting and lowering of the measuring device 10 takes place uniformly in the direction of the test object or away from it, and the length of time with which the Press foot 11 is in contact with the test object, uniformly and can be precisely controlled.
Aus den Fig, 1 und 2 geht hervor, daß an der Stützeinrichtung mittels Sohrauben 23 ein Stabilisierungsarm 22 befestigt ist· Ein Bewegungsabnahmeglied 24 ist drehbar an dem Stabilisierungsarm 22 mit Hilfe einer Welle 2J angebracht, welohe sich zwischen Haltern 26 und 27 erstreckteFrom FIGS. 1 and 2 it can be seen that on the support device a stabilizing arm 22 is attached by means of screw caps 23 · A movement take-off member 24 is rotatable on the stabilizing arm 22 attached by means of a shaft 2J, which is located between Holders 26 and 27 extended
Um die vertikale Bewegung der Härtemeßeinrichtung in Richtung auf den Prüfling zu und von dieiem weg su erreichen, iet ein Nooken 28 vorgesehen· Sine bevoriugte Aulführungtferm eine« To achieve the vertical movement of the Härtemeßeinrichtung toward the test object to and from dieiem away su, a 28 Nooken iet provided · Sine bevoriugte Aulführung tferm a "
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solchen Nockens 28 ist in Fig« 3 gezeigte Der Nocken ist so augebildet, daß er bei jeder Umdrehung das Härteprüfmeßgerät 10 dreimal absenkt und wieder anhebt«, Dies wird erreicht durch die Anordnung von drei Schleifen 29, 30 und 31 auf der Umfangsfläche des Nockens« Diese Konstruktion gestattet es der Bedienungsperson einen Prüfling auf dem Amboß 21 während des Haltepunktes aufzulegen, der durch die relativ große Nockenschleife 31 verwirklicht wird. Während sich die Schleife 31 in Berührung mit dem Bewegungsabnahmeglied 24 befindet, hat die Bedienungsperson ausreichend Zeit, um den Prüfling auf den Amboß genau auszurichten,. Die weitere Drehung des Nockens 28 führt zu einem Absenken und Wiederanheben der Meßeinrichtung 10 und zwar drei Mal während einer einzigen Umdrehung. Dies gestattet es, daß die Bedienungsperson drei individuelle Ablesungen vornehmen kann und damit einen genauen Durchschnittswert ermitteln kann·such cam 28 is shown in Fig. 3. The cam is like this trained that he touches the hardness tester with every revolution 10 three times lowers and raises again «This is achieved by arranging three loops 29, 30 and 31 on the circumferential surface of the cam "This construction allows the operator to place a test specimen on the anvil 21 during the To put on the breakpoint, which is realized by the relatively large cam loop 31. While the loop 31 is in contact with the motion sensing member 24, the operator has sufficient time to place the test specimen on the anvil to align precisely. The further rotation of the cam 28 leads for lowering and raising the measuring device 10 three times during a single revolution. This allows it that the operator can take three individual readings and thereby determine an accurate average value can·
Der Nocken 28 ist an einer Welle 32 mit einer Feststellschraube 33 befestigt· Die Welle 32 wird durch einen Elektromotor 34 über einen geeigneten Satz von Zahnrädern angetrieben» die in dem Getriebekasten 35 angeordent sind. Ein üblicher Schalter 36 kann verwendet werden, um das Ein-und Ausschalten des Motors 34 zu überwachen.The cam 28 is attached to a shaft 32 with a locking screw 33 · The shaft 32 is driven by an electric motor 34 Driven by a suitable set of gears which are arranged in the gear box 35. A common switch 36 can be used to monitor the motor 34 turning on and off.
Zusätzlich zu der vertikalen Bewegung, die durch das Bewegungsabnahmeglied 24 von dem Nocken 28 aus weitergegeben wird, trittIn addition to the vertical movement caused by the motion decrease link 24 is passed on from the cam 28, occurs
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auch eine seitliche oder Drehbewegung auf. Die Tendenz des Stabilisierungsarmes 22 um die Säule 29 zu rotieren, wird kompensiert durch die Anordnung eines Führungskanals 39· Eine Verlängerung des Stabilisierungsarmes 22 wird zwischen vertikalen Ständern 40 und 41 angeordnet, welcher den Kanal 39 bildete Die Ständer 40 und 41 sind an einem A-förmigen Rahmenalso a lateral or rotating movement. The tendency of the stabilizing arm 22 to rotate about the column 29 becomes compensated by the arrangement of a guide channel 39 · one Extension of the stabilizing arm 22 is arranged between vertical uprights 40 and 41, which the channel 39 The uprights 40 and 41 are formed on an A-shaped frame
42 befestigt, der wiederum auf der Platte 20 unterstützt wirdo W Obwohl der oben beschriebene Führungskanal als sehr wirksam für die Verhinderung einer Drehbewegung der Einrichtung um die Säule 19 empfunden wird, können auch andere Mittel verwendet werden, um diese Funktion zu erfüllen,.Fixed 42 wirdo in turn supported on the plate 20 W Although the guide channel described above is very effective for preventing a rotational movement of the device is perceived by the column 19 as, other means may be used to fulfill this function ,.
Die Arbeitsweise der verbesserten motorisierten Prüfeinrichtung kann eingeleitet werden, wenn die Schleife 31 sioh in Berührung mit dem Bewegungsabnahmeglied 24 befindet, wie dies Fig.2 veranschaulicht« Das Härtemeßgerät 10 befindet sich dabei in ι eiie? vertikalen Stellung im Abstand von der Auflage 21„ Ein Prüfling 43 wird ordnungsgemäß auf der Oberseite des Ambosses 21 ausgerichtet, wobei die fortgesetzte Drehbewegung des Nockens 28 das Härtemeßgerät 10 veranlaßt, sich in Berührung mit dem Prüfling 43 abzusenken, wobei das Bewegungsabnahmeglied 24 in das Tal neben der Schleife 31 sich absenkt. Der Druokfuß 11 dringt dabei in die obere Fläche des PrüflingsThe operation of the improved motorized test equipment can be initiated when the loop 31 is in contact with the movement pick-up member 24, as illustrated in FIG ι egg? vertical position at a distance from the support 21 “A Sample 43 is properly aligned on top of anvil 21 with continued rotational movement of the Cam 28 causes the hardness meter 10 to lower itself into contact with the test piece 43, the movement acceptance member 24 descends into the valley next to loop 31. The press foot 11 penetrates the upper surface of the test specimen
43 ein und die Eindringtiefe kann von der Bedienungeperson an der Anzeigenadel 14 abgelesen werden. Die fortgesetzte Drehung des Nockens 28 veranlaßt das Härtemeßgerät 10 wieder43 and the penetration depth can be determined by the operator can be read on the indicator needle 14. Continued rotation of the cam 28 causes the hardness meter 10 again
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in senkrechter Richtung anzusteigen, wenn die Schleife 29 in Berührung mit dem Bewegungsabnahmeglied 24 gelangte Die drei gewünschten Ablesungen können so gewonnen werden, wenn der Nocken 28 eine volle Umdrehung ausführt und sich das Bewegungsabnahmeglied 24 in die drei vertieften Abschnitte zwischen den getrennten Schleifen 29, 30 und 31 hineinbewegt. Die Drehgeschwindigkeit des Nockens 28 ist nicht kritisch« Die Gesamtgeschwindigkeit des Vorganges ist jedoch begrenzt durch die Zeit, die erforderlich ist, damit die Bedienungsperson den Prüfling genau ausrichtend ablegen kann, sowie die Zeit, die erforderlich ist, daß der Preßfuß die gewünschte Anzahl von Hüben auf- und abgesenkt wird.to rise in the vertical direction when the loop 29 came into contact with the motion take-off member 24 three desired readings can thus be obtained when the cam 28 makes a full revolution and the motion pickup member 24 moved into the three recessed sections between the separate loops 29, 30 and 31. The speed of rotation of the cam 28 is not critical. However, the overall speed of the process is limited by the time that is required so that the operator can place the test specimen precisely aligned, as well as the time that is required that the press foot the desired number of Lifts up and down.
Es ist ersichtlich, daß das neue Instrument die Genauigkeit des Standard Härteprüftestes wesentlich verbessert und in der gleichen Zeit die Dauer vermindert, die zur Ausführung dieses Testes erforderlich ist«It can be seen that the new instrument significantly improves the accuracy of the standard hardness test and in the at the same time reduces the time required to carry out this test «
Auf Grund der neuen Ausbildung werden drei der Paktoren, die eingangs genannt worden sind, sehr genau kontrolliert, welche bis dahin durch Handbetätigung beeinflußt worden sind. Die Energie und die Geschwindigkeit der Aufbringung des Preßfusses auf den Prüfling werden duroh die Freigabe durch den Nocken und durch die gesamte Totzeit der Anwendung auf den Prüfling bestimmt, welche Ruhezeit ebenfalls von dem Nocken gesteuert wird. Schätzungen, welohe früher bei der Aufbringung des Fussee und dtr Dauer der Einwirkzeit beteilt waren, sind bei der Due to the new training, three of the factors mentioned at the beginning are controlled very precisely, which until then have been influenced by manual operation. The energy and the speed of application of the presser foot to the test piece are determined by the release by the cam and by the total dead time of the application on the test piece, which rest time is also controlled by the cam. Estimates of what was previously involved in the application of the foot lake and the duration of the exposure time are at the
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neuen Einrichtung vollständig vermieden.completely avoided new establishment.
Es ist ersichtlich, daß eine Reihe von Modifikationen bei der neuen Einrichtung möglich sind. Insbesondere können beispielsweise der Nocken und das Bewegungsabnahmeglied gegeneinander in ihrer Stellung ausgetauscht werden, wobei der Nocken drehbar auf dem Arm 22 montiert ist und durch einen Motor angetrieben wird, der ebenfalls auf diesem. Arm montiert ist» Alternativ dazu kann in einer ähnlichen Anordnung das Bewegung sabnahmegli ed durch einen fest auf der Basis angeordneten Motor angetrieben werden, während der Nocken frei drehbar auf dem Arm 22 angeordnet ist· In diesem Falle müssen Nocken und Bewegungsabnahmeglied gezahnt sein oder einen genügenden Reibungseingriff miteinander haben, um sicher zu stellen, daß sich der Nocken ohne Schlupf bewegt.It will be seen that a number of modifications are possible to the new device. In particular, for example the cam and the motion take-off member are interchanged in position with each other, the cam being rotatable is mounted on the arm 22 and is driven by a motor also mounted on this. Arm is mounted » Alternatively, in a similar arrangement, the movement sabnahmegli ed by a fixedly arranged on the base Motor driven while the cam is freely rotatably arranged on the arm 22 · In this case must Cam and motion take-off member to be toothed or have sufficient frictional engagement with one another to secure ensure that the cam moves without slippage.
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- 1966-12-01 LU LU52486D patent/LU52486A1/xx unknown
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| LU52486A1 (en) | 1967-02-01 |
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